Основы функционирования систем сервиса

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Основные понятия и определения

сервис надежность обслуживание

Рассмотрим теперь основные понятия и определения, соответствующие наименованию дисциплины: «сервис», «система», «система сервиса», «функционирование», «основы».

Сервис - 1) организованное обслуживание в сфере быта, услуг;

2) совокупность учреждений и мероприятий по обслуживанию населения.

Система - единое целое, состоящее из элементов, связанных между собой таким образом, что выполняемые ими функции обеспечивают достижение системой поставленной цели.

Система сервиса - совокупность людей и технических средств, связанных между собой и обеспечивающих достижение главной цели - оказания услуг клиентам, потребителям. Все, что не входит в систему (окружает ее), называется внешней (или окружающей) средой. Связи между элементами образуют структуру системы.

Функционирование системы сервиса - это совокупность процессов, происходящих в ней и обеспечивающих достижение поставленной цели.

Основы функционирования системы сервиса - это понятия, характеризующие систему, ее элементы и процессы; главные идеи функционирования, принципы построения системы, естественно-научные положения, законы, принципы действия элементов системы, ее организационно-технические характеристики, показатели и параметры.

2.Теоретические основы дисциплины

Дисциплина базируется на основных положениях следующих теорий и научных направлений:

общая теория систем;

основы современной химии;

разделы физики: механика и термодинамика;

основы технической механики;

основы теории надежности;

методы оценки и обеспечения надежности технических систем механического типа;

основы сопротивления материалов и конструирования деталей машин.

3. Системы сервиса и их характеристики

Классификация систем сервиса

Системы сервиса можно классифицировать по главному признаку - принадлежности к той или иной отрасли человеческой деятельности. В соответствии с этим можно выделить системы сервиса в следующих областях:

сбыта и использования (потребления) промышленной продукции;

транспорта;

науки;

культуры и искусства.

Предметом нашего изучения являются системы сервиса на транспорте. Для выявления общих черт, присущих системам сервиса, и их различий остановимся вначале на системах сервиса в области сбыта и использования промышленной продукции. Для них характерно следующее. Системы этого типа выполняют ряд функций, соответствующих сервисной политике.

Сервисная политика предполагает техническое обслуживание проданных изделий и сервисное обслуживание - предоставление покупателю различного рода услуг по доставке и транспортировке товара и т.д.

Техническое обслуживание включает предпродажное и послепродажное обслуживание.

Предпродажное обслуживание предусматривает подготовку товара к продаже, разработку системы каталогов и прейскурантов, подготовку и перевод технической документации и инструкций пользования с иностранных языков, придание готовой промышленной продукции товарного вида после транспортировки к месту назначения, распаковку, расконсервацию, снятие антикоррозийного и иных покрытий, монтаж, заправку топливом, смазку, наладку и регулировку, доведение показателей до паспортного уровня, демонстрацию товара в действии, обучение обращению с товаром.

Послепродажное обслуживание разделяется на гарантийное и послегарантийное. В гарантийный период расходы по техобслуживанию несет продавец, а в послегарантийный - покупатель. Послепродажное обслуживание связано с текущим ремонтом поставленных товаров, снабжением их запчастями, заменой дефектных деталей и узлов на новые, проведением различного рода профилактических осмотров, испытаний и плановых ревизий, капитальных ремонтов.

В организации технического обслуживания немаловажную роль играет создание и совершенствование работы специальных гарантийно-консультационных пунктов в местах потребления проданных товаров, учебных центров, демонстрационных залов, станций технического обслуживания, ремонтных мастерских, компьютеризованных складов запасных частей.

В техническое обслуживание также включается работа по рассмотрению и удовлетворению рекламаций покупателей в отношении качества товаров.

Сервисное обслуживание может быть и самостоятельной прибыльной статьей доходов фирмы за счет многоразовости соответствующих операций.

Рассмотрим теперь более подробно классификацию систем сервиса на транспорте.

Основным классификационным признаком для этих систем является объект оказания услуг. Объектами оказания услуг на транспорте могут быть:

- люди (пассажиры, члены экипажа, сотрудники транспортных агентств);

- транспортное средство (как техническая система);

- организационно-техническая транспортная система как совокупность взаимосвязанных органов управления (управляющих лиц с соответствующими информационными и иными средствами управления) и транспортных средств.

Каждому из этих видов объектов соответствуют услуги и системы сервиса (в зависимости от оказываемых объекту услуг). Рассмотрим услуги, оказываемые на транспорте человеку (пассажиру и грузу).

Транспортные услуги - услуги по доставке грузов и пассажиров. Они могут использоваться комплексно, без выделения отдельных из них, например, погрузки груза в транспортное средство или хранения в вагоне (на складе, элеваторе и т.п.). Однако по условиям договора возможно выполнение лишь отдельных услуг. Например, клиент осуществляет погрузку самостоятельно и своими средствами, а перевозчик осуществляет только операцию движения и выгрузку. В состав транспортных услуг может входить подготовка груза и перевозка - тарирование и упаковка, маркировка, хранение до накопления в пределах нормы выгрузки, информация об отправлении, ожидаемом прибытии, месте нахождения груза и т.д. Транспортные услуги выполняются за счет соответствующих тарифов.

Обобщая услуги, оказываемые на транспорте человеку, можно прийти к следующей схеме, приведенной на (рис.1.1.).

Рис.1.1. Схема, поясняющая структуру услуг, оказываемых человеку на транспорте

Обобщения для услуг, оказываемых транспортному средству, описываются схемой на рис.1.2.

Рис.1.2. Схема, поясняющая структуру услуг, оказываемых транспортному средству

Обобщенная схема услуг, оказываемых транспортной системе, - на рис.1.3.

Рис.1.3. Схема, поясняющая структуру услуг, оказываемых транспортной

системе

1.2 Общая характеристика состава систем сервиса различных типов

Для оказания услуг человеку (услуг типа I) используются

1) специализированные информационно-вычислительные средства;

2) автобусы;

3) вентиляторы, обогреватели, холодильные установки, средства для приготовления пищи (печи, электропечи ); средства обеспечения безопасности (ремни, жилеты, подушки ).

Для оказания услуг транспортному средству (услуг типа II) применяются

1) оборудование бензоколонок (емкости, насосы, специальные измерительные средства); оборудование баз снабжения топливом;

2) оборудование станций технического обслуживания(подъемные устройства, сварочные агрегаты, сверлильные и металлорежущие станки, устройства для покраски напылением, инструмент);

3) оборудование ремонтных предприятий (станки различного типа, подъемные устройства, конвейеры для сборки, запасные части для транспортных средств, сварочные агрегаты, системы технического диагностирования).

Для оказания услуг организационно-технической транспортной системе (услуг типа III) применяются

1)информационно-вычислительные системы, средства электронной связи;

2) парк вспомогательных транспортных средств;

3) подъемно-транспортные средства;

4) конвейеры для погрузочно-разгрузочных работ;

5) запасные части транспортных средств;

6) оборудование для выполнения планово-предупредительных ремонтов.

Технические средства для оказания услуг типа I, как правило, используются автономно (индивидуально), без связи с другими средствами системы сервиса.

Технические средства сервиса для оказания услуг типа II объединяются в некоторые системы, выполняющие функции обслуживания. Такие системы представляют собой некоторые предприятия (бензоколонки, базы снабжения топливом, станции технического обслуживания, ремонтные заводы).

Технические средства сервиса для оказания услуг типа III входят в состав органов управления транспортной системой и предприятий, обеспечивающих сервис множества транспортных средств и их использования.

Состав систем жизнеобеспечения и безопасности транспортных средств

Системы пожаротушения

Различные горючие материалы (топливо, краски, дерево, изоляция и др.) представляют опасность, так как являются источниками возникновения пожара

и его распространения по транспортному средству.

Существенную роль в успешной борьбе с пожаром играет современная сигнализация.

К мероприятиям по предупреждению пожаров относятся:

- минимальное использование горючих материалов на транспортном средстве;

- уменьшение горючести применяемых материалов путем пропитки или покрытия их негорючими или трудносгораемыми составами;

- надежная изоляция различных легковоспламеняемых материалов от нагрева;

- предупреждение искрообразования в местах возможного скопления огнеопасных газов;

- заполнение свободных объемов в местах содержания способных воспламеняться грузов инертными газами, не поддерживающими горения.

Для борьбы с пожаром используют различные средства, цель которых локализовать пожар, остановить его распространение и создать вокруг горящего предмета атмосферу, не поддерживающую горения.

Системами пожаротушения называют группу систем, предназначенных для подачи огнегасящих веществ (воды, пара, пены, инертных газов, легкоиспаряющихся жидкостей и т.п.) к очагу пожара или для обеспечения профилактических противопожарных мероприятий.

На транспортных средствах к ним относятся системы:

- водяная,

- водяного орошения,

- водяных завес,

- водораспыления,

- спринклерная,

- паротушения,

- пенотушения,

- объемного химического тушения,

- углекислотного тушения,

- тушения инертными газами,

- порошкового тушения, а также пожарной сигнализации.

Система водяного пожаротушения применяется на морских и речных судах. Она подает забортную воду для тушения пожара компактными или распыленными водяными струями с использованием переносных (ручных) или стационарных (лафетных) стволов. Система состоит из пожарных насосов, подающих забортную воду в магистральный трубопровод.

Система водяного орошения служит для подачи воды к оросительным насадкам для тушения пожара в хранилищах взрывчатых веществ и легковоспламеняющихся веществ, а также элементов конструкции транспортного средства (например, на морских судах - для орошения палуб, переборок, шахт, трапов). Система срабатывает автоматически при определенном повышении температуры, о начале ее работы подается сигнал тем, кто управляет транспортным средством.

Система водяных завес подает воду для создания сплошных водяных завес, препятствующих распространению пламени и для охлаждения корпусных конструкций транспортного средства (чаще всего судов водного транспорта).

Система водораспыления служит для подачи воды к распылительным насадкам, установленным для тушения пожара распыленной водой и тонкораспыленной водой, т.е. доведенной до туманообразного (дисперсного) состояния в отсеках жидкого топлива. Тонкораспыленная вода создает в топливных отсеках обедненную кислородом среду, и горение не поддерживается. Систему выполняют в виде кольцевых магистралей из медных труб. Вода в магистрали подается от автоматически включенного насоса.

Спринклерная система необходима для подачи воды к оросительным насадкам, которые включаются автоматически при повышении температуры. Основой системы является спринклер - распыляющая воду насадка с легкоплавким замком, открывающим выход водяной струе из трубопровода при достижении заданной температуры.

Система паротушения предназначена для подачи водяного насыщенного пара в охваченные пожаром грузовые трюмы, котельные отделения судов. Пар, заполняющий эти помещения, создает атмосферу, не поддерживающую горение. Для паротушения используют насыщенный пар от котлов.

Система пенотушения наиболее эффективна при тушении горящих нефтепродуктов. Пена представляет собой ячеисто-пленочную структуру, образованную множеством пузырьков газа, разделенных тонкими пленками жидкости. Благодаря небольшой удельной массе (около 0,1 г/см³) огнегасящая пена легко удерживается на поверхности любых нефтепродуктов. Различают воздушно-механическую и химическую пену. В системе воздушно-механического пенотушения пена образуется при взаимодействии пенообразующей жидкости с водой и воздухом. Пена вырабатывается либо в резервуарах на станциях воздушно-механического пенотушения, либо непосредственно при выходе из магистрали в специальных воздушно-пенных стволах стационарного или переносного типа.

Система химического пенотушения уступает по надежности и удобству эксплуатации воздушно-механических и на новых транспортных средствах (например, судах) не применяется.

Система объемного химического тушения - одна из наиболее эффективных противопожарных систем - предназначена для подачи легкоиспаряющихся огнегасительных жидкостей из цистерн хранилищ и баллонов для тушения пожара путем заполнения помещений парами жидкости. В качестве огнегасительной жидкости используют хладоны (13В1 и 114В2) или состав, состоящий из хладона и бромистого этила. Система состоит из баллона и трубопроводов, идущих в охраняемые помещения.

Система углекислотного тушения подает жидкую углекислоту из баллонов для тушения пожара путем заполнения помещений газообразной углекислотой.

Система тушения инертными газами предназначена для предупреждения пожара или взрыва путем заполнения газом помещений.

Система порошкового тушения предназначена для тушения пожаров в помещениях аварийных источников энергии, кладовых легковоспламеняющихся материалов и т.п. В качестве огнегасящих порошков чаще всего используют порошки на основе бикарбонатов натрия или калия, а также фосфата аммония. В качестве газоносителя обычно применяют азот или другой инертный газ. Подача порошка в помещения осуществляется через распылители.

Системы пожарной сигнализации делятся на следующие виды:

- сигнализация обнаружения пожара, т.е. подача сигнала с места возникновения пожара в центральный пожарный пост;

- сигнализация оповещения - уведомление экипажа и пассажиров о возникновении пожара на транспортном средстве;

- сигнализация предупреждения - уведомление экипажа о пуске в действие системы пожаротушения.

Сигнализация обнаружения пожара разделяется на автоматическую и ручную. Системы автоматической сигнализации обнаружения бывают электрическими и дымовыми. Электрические системы состоят из датчиков-извещателей, которые автоматически сигнализируют о появлении дыма, повышении температуры, появлении огня в контролируемом помещении. В дымовых системах для контроля задымленности применяют оптические и радиоактивные приборы. Кроме того, существуют датчики-извещатели, которые приводятся в действие вручную.

Сигнализация оповещения - колокола, световые сигналы, сирены.

Сигнализация предупреждения включается автоматически при пуске системы объемного тушения помещений, в которых при нормальной эксплуатации находятся люди. Сигнализация включается с таким расчетом, чтобы люди могли покинуть помещение до момента подачи огнегасящего вещества. В дополнение к громкому звуковому сигналу включается световое табло: «Газ! Уходи!».

Системы бытового водоснабжения

Системами бытового водоснабжения называют группу систем, предназначенных для обеспечения хозяйственно-бытовых и санитарных нужд судна (воздушного, водного), пассажирского поезда водой. К этой группе относятся системы бытовой пресной воды, питьевой, воды для мытья, бытовой горячей и бытовой забортной воды (для морских судов). Эти системы в общем состоят из цистерн, баков, трубопроводов, насосов, водоподогревателей.

Сточные системы

Сточными системами называют группу судовых систем, состоящую из системы сточных вод, системы хозяйственно-бытовых вод. Они предназначены для удаления различных сточных вод (из унитазов, писсуаров, ванн, умывальников, раковин и других санитарных и хозяйственно-бытовых приборов). Эти системы состоят из трубопроводов, а на морских судах и из насосов для откачки сточных вод.

Системы микроклимата

К этой группе относятся системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Они предназначены для создания и поддержания в помещениях транспортного средства необходимых параметров воздушной среды.

Системы отопления

Они обеспечивают обогрев помещений транспортного средства в холодное время года. В общем применяют паровые, водяные и воздушные системы отопления, а также отопление с помощью электрогрелок, питающихся от электросети транспортного средства.

Система вентиляции

Эта система призвана поддерживать чистый, свежий воздух в помещениях транспортного средства, удалять скопление газов из аккумуляторных и др. помещений.

В помещениях с загрязненным воздухом (курительных, санузлах, аккумуляторных) применяют вытяжную вентиляцию.

В помещениях, в которых всегда должен быть чистый воздух (каюты, салоны и др.) оборудуют приточной вентиляцией. Иногда используют в помещениях комбинированную вентиляцию (вытяжную и приточную).

Для вентиляции применяют вентиляционные дефлекторы, через которые воздух втягивается или вытягивается из-за разности температур.

На транспортных средствах, перевозящих скоропортящиеся грузы, применяют систему охлаждения воздуха. Воздух, вдуваемый в эти помещения, охлаждается либо в результате продувания его через специальные теплообменники, охлаждаемые в свою очередь с помощью рефрижераторных машин, либо непосредственно в обслуживаемом помещении, в котором установлены специальные батареи с хладоносителем.

Система кондиционирования воздуха

Эта система необходима для создания в помещениях транспортного средства воздушной среды заданной температуры и влажности независимо от внешних условий. В этой системе сочетаются принципы действия систем вентиляции, охлаждения и осушения воздуха.

Системы оказания услуг в сфере заказов на перевозки пассажиров

Эти системы предназначены для удовлетворения различного рода заказов на перевозку пассажиров и грузов. Основные виды удовлетворения заказов:

- обеспечение пассажира билетом в кассе вокзала;

- удовлетворение заказа на билет пассажиру по предварительной заявке по телефону;

- удовлетворение заказа индивидуального грузоотправителя на перевозку груза;

- удовлетворение заказа организации-грузоотправителя на перевозку груза.

Для решения перечисленных задач используются системы, выполняющие следующие функции:

- информационные,

- расчетные,

- распорядительные,

- финансово-оформительские.

Для реализации информационных функций используются:

- различные рекламные средства, в том числе электронные табло;

- информационные табло и специальные стендовые устройства (с информацией о маршрутах в различные пункты назначения, времени отправления и прибытия, стоимости билетов);

- информационные табло о месте нахождения транспортного средства (поезда): номер пути, время отправления поезда; начало регистрации пассажиров на авиарейс, время вылета, начало посадки; начало посадки пассажиров на судно водного транспорта;

- компьютеры с базами данных о наличии мест на транспортное средство по различным маршрутам, рейсам;

- телефонные средства связи для передачи информации пассажирами, грузоотправителями о предварительном заказе и для сообщений (ответов) клиентам от транспортных организаций.

Для реализации расчетных функций используются компьютеры или специальные машины, совмещающие в себе и финансово-оформительские функции (оформление проездных документов).

Распорядительные функции (отдача распоряжений работникам перевозочных служб о необходимости удовлетворения полученных заказов, особенно по перевозке грузов) реализуются с помощью средств телефонной или факсимильной связи, электронной почты.

Системы обслуживания транспортных средств

К таким системам относятся совокупности средств, предназначенных для выполнения следующих функций:

- диагностирование транспортных средств;

- восстановления работоспособности в случае отказов или происшествия;

- проведения плановых технических обслуживаний;

- проведения плановых ремонтов.

Для выполнения этих функций создаются специальные производственные системы. В зависимости от вида транспортных средств такие системы имеют различный масштаб и соответствующие наименования.

На автомобильном транспорте:

- диагностические станции;

- станции технического обслуживания;

- авторемонтные мастерские;

- авторемонтные заводы.

На железнодорожном транспорте:

- вагонные и локомотивные депо;

- вагоноремонтные заводы.

На авиационном транспорте - подразделения технического обслуживания и ремонта авиационной техники на авиапредприятиях.

На водном транспорте:

- доки;

- ремонтные заводы (для ремонта съемных агрегатов с судов).

Основными элементами перечисленных производственных систем сервиса являются: контрольно-измерительные приборы; слесарный инструмент; металлорежущие и сверлильные станки; сварочные аппараты; подъемные механизмы (домкраты, лебедки, тали, специальные подъемники); вспомогательное оборудование; комплекты запасных частей; расходные материалы (провода, трубки, металлические пластины, резина, смазочные материалы, краски и др.).

Показатели эффективности систем сервиса

Системы сервиса характеризуются рядом свойств, среди которых основными являются эффективность их функционирования.

Эффективность - степень приспособленности системы к выполнению своих функций для достижения целей функционирования.

Эффективность проявляется при функционировании систем, т.е. это свойство, присущее целенаправленным процессам.

Целями функционирования систем сервиса могут быть:

- полнота оказания услуг;

- качество оказываемых услуг;

- своевременность оказания услуг;

- надежность оказания услуг.

Эффективность функционирования систем сервиса можно характеризовать степенью достижения всех перечисленных целей или нескольких и даже одной из них.

Для количественной оценки эффективности используются показатели эффективности.

Показатель эффективности - мера, с помощью которой измеряется свойство системы, проявляющееся при ее функционировании для достижения определенной цели.

С помощью показателей эффективности можно сравнивать системы, определять пригодность системы к выполнению поставленных задач или находить оптимальный вариант системы. Это осуществляется на основании критериев эффективности.

Критерий эффективности - правило, с помощью которого, используя показатель эффективности, принимают решение о варианте системы.

Существуют критерии пригодности и оптимальности.

Критерий пригодности - правило, заключающееся в выборе варианта системы (т.е. принятии решения U*), если показатель эффективности, характеризующий ее функционирование (f), не хуже требуемого (заданного) значения f_тр:

f ? f_тр (если система тем лучше, чем больше f)

или

f ? f_тр (если система тем лучше, чем меньше f).

Критерий оптимальности - правило, заключающееся в выборе варианта системы (т.е. принятии решение U^*), которому соответствует экстремальное значение показателя f:

где u_i ? i-й вариант решения;

U ? множество рассматриваемых вариантов решений.

Знак max соответствует случаю полезности увеличения f, min ? в противном случае.

Рассмотрим показатели эффективности функционирования систем сервиса.

В соответствии с целями функционирования этих систем можно рассматривать следующие показатели эффективности.

1. Показатель полноты оказываемых услуг

,

где n_y, ? оказываемое и полное требуемое количество услуг.

2. Показатели качества оказываемых услуг:

где П_тр.i ? требуемое значение параметра услуги i-го вида;

? отклонение значения параметра услуг i-го вида от требуемого значения.

3. Показатели своевременности оказания услуг.

? отклонение времени оказания услуги i-го вида от заданного времени;

; если t_i то f⁽¹⁾_св.i = 0;

? вероятность того, что отклонение времени оказания услуг i-го вида от заданного времени не превысит допустимой величины .

4. Показатели надежности оказания услуг:

? вероятность многократного безотказного оказания услуги

i-го вида в течение рассматриваемого времени t;

? математическое ожидание (среднее количество) случаев безотказного оказания услуг i-го вида в течение рассматриваемого времени t;

? вероятность безотказного функционирования системы сервиса в течение рассматриваемого времени t по оказанию множества услуг .

Производственные системы сервиса

Назначение и состав производственных систем сервиса

Производственные системы сервиса предназначены для оказания услуг покупателям промышленной продукции на следующих стадиях ее существования:

- послепродажного гарантийного обслуживания;

- послегарантийного обслуживания.

В области транспорта используется основной вид промышленной продукции - транспортные средства, системы транспортных средств и средств, обеспечивающих их функционирование (средства связи, дистанционного контроля и управления, сигнализации, дорожного пути и др.).

В соответствии с этим оказание услуг перечисленным средствам заключается в техническом обслуживании, текущем, среднем и капитальном ремонтах. Производственные системы сервиса предназначены для выполнения этих функций.

Согласно выполняемым функциям формируется и состав производственных систем сервиса. Состав их определяется также масштабом работ, количеством обслуживаемых единиц транспортной техники в данной системе.

В соответствии с этим производственные системы сервиса могут содержать:

- мастерские обслуживания;

- станции технического обслуживания (станции технического обслуживания автомобилей, службы аэродромного обслуживания, вагонные депо, локомотивные депо, доки);

- ремонтные предприятия.

В состав этих функциональных элементов производственных систем сервиса входят различные технические элементы:

- основное оборудование;

- вспомогательное оборудование;

- измерительные средства, средства диагностирования;

- инструменты;

- запасные части;

- расходные материалы.

К основному оборудованию относятся: станки, сварочные аппараты, подъемные механизмы и др.

Вспомогательное оборудование могут составлять средства обеспечения безопасности выполняемых работ, противопожарные средства и др.

Средства измерений могут быть самого различного назначения: для измерения электрических величин (токов, напряжений, мощности, сопротивления), для измерения давления, температуры, геометрических размеров и др. Для определения технического состояния транспортных средств используются специальные комплекты средств диагностирования.

Инструмент применяется общего назначения (дрели, молотки, зубила, плоскогубцы, клещи, отвертки, ключи и др.) и специальных предназначений для разборки и сборки определенного типа агрегатов, машин, устройств.

Запасные части соответствуют классу обслуживаемых транспортных средств.

К расходным материалам относятся: крепежные изделия, заготовки металлов, лаки, краски, смазки и др.

1.7.2. Показатели функционирования производственных систем сервиса

Для этих систем (с учетом их производственного характера) пригодны рассмотренные ранее показатели эффективности f_ki, f_св.i, f_Нi, а также ряд специальных показателей.

К ним относятся:

m_i ? количество объектов, которым может быть оказана услуга i-го вида в течение заданной единицы времени (за рабочий день, месяц, год), т.е. пропускная способность предприятия по обслуживанию;

З_y ? затраты на выполнение работ и на материальные средства для оказания множества услуг в течение рассматриваемого времени t (день, месяц, год);

Д_у ? доход предприятия за оказание услуг в течение времени t;

П_у ? прибыль за оказание услуг в течение времени t; П_у= Д_у ? З_y.

2. Надежность функционирования систем сервиса

Основные определения надежности

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность является свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения состоит из сочетаний свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость - свойство объекта сохранять значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в течение и после хранения и (или) транспортирования.

Таким образом, надежность является общим, интегральным свойством объекта, которое выражается, проявляется через другие, более частные, свойства (рис. 2.1):

Рис.2.1. Структура понятия «надежность»

Эти более частные свойства, как следует из их определений, связаны, в свою очередь, с рядом других терминов:

состояние объекта (например, работоспособное состояние);

события (например, отказы, повреждения).

Такие термины требуют специального рассмотрения.

Состояние объекта и события, характеризующие надежность

Состояние объекта

Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неисправное состояние - состояние объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Неработоспособность состояния - состояние объекта, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшее применение по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление его исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Предельное состояние определяется с помощью специального критерия.

Критерии предельного состояния - признак или совокупность признаков предельного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Следует отметить принципиальное различие терминов: исправное и работоспособное состояния, неисправное и неработоспособное состояния.

Работоспособное состояние объекта характеризуют лишь те параметры, от которых зависит выполнение заданных функций. Исправным же состояние объекта считается тогда, когда все требования, а следовательно, и все параметры соответствуют нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Так, транспортное средство, способное выполнять все свои функции, находится в работоспособном состоянии. Но по характеристикам исправности оно может одновременно находиться в неисправном состоянии. Например, это транспортное средство имеет дефекты и повреждения: нарушение лакокрасочного покрытия корпуса, трещины в смотровых стеклах, вмятины в элементах корпуса, трещины в резиновых деталях (уплотнителях, соединительных шлангах). Таким образом, заданные функции объект выполнять может, т.е работоспособен, но всем требованиям документации не соответствуют, т.е. неисправен.

По аналогии с изложенным можно сделать вывод, что неисправное состояние - более широкое понятие, чем неработоспособное состояние; неработоспособное состояние более конкретно отражает неисправное состояние, так как устанавливает соответствие параметров объекта возможностям выполнять им свои функции.

Таким образом, можно одновременно характеризовать объект следующими состояниями:

1. Исправное, работоспособное (так как по определению исправное состояние характеризуется удовлетворением всем требованиям документации, а следовательно, и способности выполнять заданные функции);

2. Неисправное и работоспособное;

3. Неисправное, неработоспособное (уточненное неисправное).

Обычно эта терминология используется так:

а) для оценки работоспособности объекта применяются лишь термины: «работоспособное состояние», «неработоспособное состояние»;

б) для уточнения работоспособного состояния применяются еще термины: «исправное состояние» , “неисправное состояние”.

Таким образом, имеем структурную схему терминов (рис.2.2).

Рис.2.2. Структура состояний, характеризующих объект

В отношении термина предельное состояние целесообразно заметить следующее:

а) недопустимость применения объекта объясняется очевидной его неработоспособностью такого уровня, что даже при её восстановлении велик риск применения из-за аварий и материального ущерба (поэтому объект подлежит списанию);

б) нецелесообразность применения объекта объясняется низким уровнем полезного эффекта из-за ненадежности (это также приводит к списанию объекта);

в) невозможность восстановления объекта может быть объяснена его конструктивными особенностями;

г) нецелесообразность восстановления объясняется экономическими факторами.

В других случаях наступление предельного состояния может означать невозможность применения, но возможность восстановления путем средних и капитальных ремонтов.

Сущность изложенных терминов становится более понятной после рассмотрения событий, характеризующих надежность.

События, характеризующие надежность

Основным из таких событий является отказ.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта. Основные классификационные признаки и соответствующие им виды отказов представим в виде табл. 2.1.

Поясним перечисленные виды отказов.

Отказ, характеризующийся скачкообразным изменением одного или нескольких заданных параметров, называется внезапным (например, остановка транспортного средства в результате неработоспособности топливного насоса энергетической установки).

Отказ, характеризующийся постепенным изменением заданных параметров, называется постепенным (например, потеря мощности энергетической установки транспортного средства из-за недопустимой величины зазора между внутренней стенкой цилиндра и внешней поверхностью поршня в поршневом двигателе). Постепенные отказы могут быть предотвращены путем осмотров объекта или контроля его состояния.

Таблица 2.1

Признак классификации	Вид отказа
Характер изменения параметра до момента отказа	Внезапный Постепенный
Степень потери полезных свойств	Полный Частичный Перемежающийся
Связь с другими отказами	Зависимый Независимый
Наличие внешних признаков	Явный (очевидный) Неявный (скрытый)
Причина возникновения	Конструктивный Производственный Эксплуатационный
Время появления	При работе При хранении
Цена отказа	Простой объекта Невыполнение задачи

В случае, если после возникновения отказа использование объекта по назначению невозможно до восстановления его работоспособности, отказ является полным (например, спущено одно из колес автомобиля, троллейбуса). Отказ, наступивший в результате ухода параметра (параметров) за установление пределы, но не приводящий к полной утрате объектом способности выполнять требуемые функции, считается частичным (двигатель работает не на всех цилиндрах).

Перемежающийся отказ - это отказ объекта, проявляющийся в течение ограниченного интервала времени, после чего объект восстанавливает свою работу без проведения какого-либо корректирующего мероприятия извне (движение автомобиля на разбавленном топливе).

Такой отказ является самоустраняющимся и чаще всего - повторяющимся.

Независимый отказ - отказ, возникающий в результате любой причины, кроме другого отказа, а в противном случае - зависимый.

Отказ, возникающий вследствие несовершенства принятых методов проектирования или ошибок конструкторов, - конструктивный, вследствие нарушения установленного процесса производства (изготовление, ремонт) объекта - производственный, а вследствие нарушения установленных правил и (или) условий эксплуатации - эксплуатационный.

По времени появления различают отказы во время работы и хранения. Причем время работы обычно разбивают на три интервала: приработка, нормальная эксплуатация, износ (старение). Для подавляющего большинства узлов, деталей, элементов количество отказов в интервалах приработки и износа значительно больше, чем на интервале нормальной эксплуатации.

В случае, если объект отказал и его работоспособность может быть восстановлена прибывшей ремонтной бригадой, цена отказа - простой.

Если же объект (например, транспортное средство) в результате отказа отбуксируется на ремонтную базу с перерывом рейса, цена отказа - невыполнение задачи.

Критерий отказа - признак или совокупность признаков работоспособного состояния объекта, установленные в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Другим событием, характеризующим надежность, является повреждение.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Характеристики эксплуатации объектов, оцениваемых надежностью

Важное значение при оценке надежности объектов имеют их особенности, которые определяются следующей классификацией.

Восстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Невосстанавливаемый объект - объект, для которого в рассматриваемой ситуации проведение восстановления работоспособного состояния не предусмотрено в нормативно-технической и (или) конструкторской документации.

Характеристика восстанавливаемости объекта связывается с состоянием его работоспособности.

Если же предусматривается восстановление исправности, а не только работоспособности объекта, то применяется термин «ремонт». Чаще всего ремонты являются плановыми. В соответствии с понятием «ремонт» объекты могут быть ремонтируемыми (ремонт предусмотрен в документации) и неремонтируемыми (ремонт не предусмотрен в документации).

Ремонты (особенно средние и капитальные) предусматривают восстановление ресурса объекта (частичного или полного) путем замены элементов (даже работоспособных).

Если же объект работоспособен и требуется восстанавливать его исправное состояние (причем, как правило, по плану), то выполняется техническое обслуживание. Поэтому по аналогии с предыдущим объекты могут быть обсуживаемыми и необслуживаемыми.

Эксплуатируемые объекты связаны с продолжительностью процессов или с объемом выполняемой объектом работы. В связи с этим при оценке надежности используются следующие характеристики.

Наработка - продолжительность или объем работы объекта. Наработка, например, транспортных средств может выражаться в единицах времени, количестве циклов работы, пройденном расстоянии (километрах, тысячах километров), массе перевезенного груза (тоннах), пространственно-массовых характеристиках (тонно - километрах) и др.

Наработка до отказа - наработка объекта от начала его эксплуатации до возникновения первого отказа. (Для невосстанавливаемого объекта первый отказ является и последним.)

Наработка между отказами - наработка объекта от окончания восстановления его работоспособного состояния после отказа до возникновения следующего отказа. (Характеристика относится только к восстанавливаемым объектам.)

Технический ресурс - наработка объекта от начала его эксплуатации или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта или ее возобновления после ремонта определенного вида до перехода в предельное состояние.

Срок сохраняемости - календарная продолжительность хранения и (или) транспортирования объекта, в течение и после которой сохраняются значения показателей безотказности, долговечности и ремонтопригодности в установленных пределах.

Показатели надежности систем сервиса

Показатели безотказности Вероятность безотказной работы - вероятность того, что в пределах заданной наработки отказ объекта не возникнет.

Если в качестве наработки рассматривается время, то вероятность безотказной работы

Р(t) = Вер {T > t},

где Р(t) - функция времени, представляющая собой интегральный закон распределения времени безотказной работы объекта;

Т - случайное время безотказной работы от начала эксплуатации до первого отказа;

t - время эксплуатации.

Очевидно, что 0 < P(t) <1. Вероятность безотказной работы P(t) и вероятность отказа Q(t) на интервале времени t образуют полную группу событий и связаны соотношением P(t) + Q(t) =1 ( рис. 2.3).

Рис. 2.3. Зависимости P(t) и Q(t)

Вероятность безотказной работы статистически определяется отношением числа однотипных объектов , безотказно проработавших до момента времени t, к числу объектов N₀ , работоспособных в начальный момент времени t = 0:

,

где m - число объектов, отказавших за время t.

Для режимов хранения и (или) транспортирования могут применяться аналогично определяемые показатели безотказности, например, вероятность безотказного хранения (транспортирования).

Для невосстанавливаемых объектов используют такие показатели как интенсивность отказов и средняя наработка до отказа.

Интенсивность отказов - условная плотность вероятности возникновения отказа невосстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента отказ не возник:

(1/ч),

где f(t) - плотность распределения наработки до отказа. Этот показатель не связан с моментом начала работы объекта. Статистически показывает, какая доля от работающих в некоторый момент времени t невосстанавливаемых объектов выходит из строя в единицу времени после этого момента:

,

где разность между числом отказов к моменту времени и числом отказов к моменту времени t.

Для периода нормальной эксплуатации (рис.2.4) интенсивность отказов чаще всего является величиной постоянной, не зависящей от времени, т.е.

const.

Для интервала приработки характерно снижение интенсивности отказов во времени ввиду быстрого выявления наименее надежных объектов. На интервале нормальной эксплуатации интенсивность отказов стабилизируется.

Интервал износа (старения) показывает резкое увеличение количества отказов, что объясняется приближением объектов к предельному состоянию.

Средняя наработка до отказа - математическое ожидание наработки объекта до первого отказа. Для интервала времени нормальной эксплуатации средняя наработка до отказа . В соответствии с этим для интервала нормальной эксплуатации чаще всего характерен экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы

.

Рис. 2.4. Изменение интенсивности отказов оборудования во времени

Для восстанавливаемых объектов показателями безотказности являются параметр потока отказов и средняя наработка на отказ.

Параметр потока отказов - отношение среднего числа отказов восстанавливаемого объекта за произвольно малую его наработку к значению этой наработки:

 ,

где величина произвольно малой наработки;

среднее число отказов на интервале наработки .

Отсюда также следует, что плотность вероятности возникновения отказа восстанавливаемого объекта, определяемая для рассматриваемого момента времени (математическое ожидание числа отказов в единицу времени, взятое для рассматриваемого момента времени), т.е. ,

где P_>1(t) - вероятность того, что в течение времени произойдет более одного отказа.

Понятие потока отказов возникает в связи с тем, что для восстанавливаемых объектов характерно чередование работоспособного состояния и восстановления после отказа, т.е. процесс их эксплуатации можно представить чередованием интервалов времени работоспособного и неработоспособного состояния.

Наиболее часто используется (на основании обработки статистических данных) простейший поток, который характеризуется следующими свойствами:

1) ординарностью, заключающейся в том, что вероятность двух или более отказов в течение времени стремится к нулю при его уменьшении;

2) стационарностью, заключающейся в том, что параметр потока отказов является постоянным, т.е. const.

3) отсутствием последствий, т.е. отказы, происшедшие ранее, не влияют на возникновение последующих отказов.

Из перечисленных свойств следует, что при простейшем потоке отказов



т.е. параметр потока отказов совпадает с интенсивностью отказов объекта. В этом случае справедливо соотношение .

Средняя наработка на отказ - отношение наработки восстанавливаемого объекта к математическому ожиданию числа его отказов в течение этой наработки. Другими словами, если наработка представляет собой время, то это математическое ожидание времени между двумя соседними отказами. В общем случае величина средней наработки на отказ зависит от длительности интервала, в течение которого она определяется. Это обусловлено непостоянством характеристики потока отказов.

Согласно определению средняя наработка на отказ

где математические ожидания числа отказов за наработки t₂,t₁ соответственно, (t₂>t₁).

Для интервала нормальной работы при экспоненциальном законе распределения отказов справедливо

.

Показатель T₀ может быть определен на основании статистических данных:

,

где - время безотказной работы между (i - 1)-м и i-м отказами;

m - общее число отказов.

Показатели долговечности

Средний ресурс - математическое ожидание ресурса. Этот термин, а также все последующие термины требуют указания вида действий после наступления предельного состояния. Поэтому средний ресурс может быть:

а) средним ресурсом до среднего ремонта объекта;

б) средним ресурсом до капитального ремонта объекта;

в) средним ресурсом до снятия объекта с эксплуатации (полным средним ресурсом).

Средний ресурс на основе статистических данных определяется так:

,

где t_рi - ресурс i-го объекта (оборудования, транспортного средства);

N - количество рассматриваемых объектов.

Гамма-процентный ресурс - наработка, в течение которой объект не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах.

Гамма-процентный ресурс может быть гамма-процентным ресурсом до среднего ремонта, капитального ремонта, до снятия объекта с эксплуатации (полный гамма-процентный ресурс).

Назначенный ресурс - суммарная наработка объектов, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено. Из этого определения следует, что эксплуатация объекта по истечении назначенного ресурса прекращается, независимо от его состояния.

Назначенный ресурс может быть до среднего, капитального ремонта или полным (т.е. до снятия и списания объекта с эксплуатации).

Средний срок службы - математическое ожидание срока службы. Срок службы - календарная продолжительность эксплуатации объекта от начала эксплуатации или её возобновления после среднего или капитального ремонта до предельного состояния.

Статистически средний срок службы определяется по формуле:

,

где t_сл.i - срок службы i-го объекта;

N - число рассматриваемых объектов.

Средний срок службы может быть до среднего, капитального ремонта или полный средний срок службы.

Гамма-процентный срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, в течение которой он не достигнет предельного состояния с заданной вероятностью , выраженной в процентах. Гамма-процентный срок службы может быть до среднего, капитального ремонта или полный гамма-процентный срок службы (т.е. до списания объекта).

Могут также использоваться показатели долговечности в виде средних (гамма-процентных) ресурсов или сроков службы между средними ремонтами, между капитальными ремонтами, от последнего капитального ремонта до списания объекта.

Назначенный срок службы - календарная продолжительность от начала эксплуатации объекта, при достижении которой применение по назначению должно быть прекращено. Назначенный срок службы может быть до среднего ремонта, капитального ремонта и полный назначенный срок службы (т.е. до списания объекта).

...